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旋膜式除氧器技术在喷雾式除氧器改造中的应用?

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旋膜式除氧器技术在喷雾式除氧器改造中的应用?

发布日期:2018-05-26 12:25 来源:http://www.lyghengtai.com 点击:


       下面今天介绍的是旋膜式除氧器的技术在喷雾式除氧器改造中的应用?
       针对喷雾(spray)填料式除氧(Oxygen)器负荷适应性差、易振动、排汽带水、热耗较高、实际除氧效果较差及维修费用大等问题,提出应用旋膜式除氧器技术对原喷雾填料式除氧器的除氧头进行改造。真空除氧器是一种使水在真空下低温沸腾,脱除水中含有的氧气、氮气、二氧化碳等气体的设备,由除氧水箱(除氧塔)和真空机组两大部分组成,除氧水箱可以高位或低位布置,真空泵机组可采用以蒸汽作动力的蒸汽喷射泵,或以循环水为工作介质的水喷射泵。实践证明: 改造后达到了节能降耗、提高除氧效果、增加稳定性(The stability of)、降低维护费用的目的,有较好的推广使用价值。
           除氧器是发电厂、工业系统中重要的设备之一。真空除氧器是一种使水在真空下低温沸腾,脱除水中含有的氧气、氮气、二氧化碳等气体的设备,由除氧水箱(除氧塔)和真空机组两大部分组成,除氧水箱可以高位或低位布置,真空泵机组可采用以蒸汽作动力的蒸汽喷射泵,或以循环水为工作介质的水喷射泵。它的主要作用是除去水中的溶氧及其他气体,防止设备的腐蚀,确保机组的安全运行;提高水在表面式换热器中的传热效果,收到节省燃料的效果; 除氧器也是给水回热系统中的一级加热器及疏水回收器,减少汽水损失(loss),使得到利用。喷雾填料式除氧器是20世纪90年代前后普遍采用的除氧设备,随着节能要求的不断提高,喷雾填料式除氧器运行经济性、安全性(security)、可靠性越来越不适应当今技术发展的要求。
       某电厂除氧头内弹簧喷嘴老化失效1 内部元件锈蚀损坏,雾化效果较差;采用的是Ω型填料,其传热传质性能特别是气体扩散性能均不如目前的新型不锈钢丝网填料,所以除氧效果下降,甚至严重超标。特别是在负荷比较大或负荷变化较大时,出现振动和排汽带水现象。另外,排汽量大,能耗较大,冬季从外观看整个24m厂房棚顶白汽萦绕。冬季 ,由于排汽带水严重,导致水结成冰柱,将5号给水泵泵房压塌,不仅浪费能源(解释:向自然界提供能量转化的物质),而且严重影响设备的使用寿命(lifetime)和安全运行(Windows),降低了整个电厂的经济效益(benefit)。因此,从安全和经济的角度考虑,在完成了全部高低压除氧器的改造(refome)。改造方案是将喷雾填料式除氧头更换为旋膜式除氧头,水箱(组成部分:高水箱、存水箱、低水箱)未变,每台改造工期为 10 天。
旋膜式除氧(Oxygen)器与喷雾填料式除氧器分析
       旋膜式除氧器与喷雾填料式除氧器原理(Maxim)旋膜式除氧器与喷雾填料式除氧器只是结构同,都属于除氧设备(shèbèi)。其原理均是建立在亨利(H)定律(dìng lǜ)和道尔顿定律的基础上。除氧就是在定压下将水加热到饱和温度(temperature)时 ,气水界面上气体(gases)的分压力(pressure)接近于0,水就不再具有溶解气体的能力,溶解的各种气体全部分离出来因此除氧必须具备3个条件(tiáo jiàn): 快速将水加热到相应压力下的饱和温度;气体从水中分离的传质条件;保证水和蒸汽有足够的接触时间。
旋膜式除氧器工作(job)过程及分析
       凝结水或除盐水进入起膜装置的水室后,以射流的方式由起膜管上的喷嘴进入起膜管,在内壁上形成高速向下旋转的水膜,向下流动的水膜与向上的加热(heating )蒸汽接触,迅速完成热交换。在起膜管内水基本被加热到相应压力下的饱和温度,此时水中的溶解氧被除掉90%~95%。水膜旋出起膜管后,在离心力和水膜惯性的共同作用下,水膜形成锥形裙体,继续受热,在向下旋转过程中,水膜受重力及蒸汽冲击力作用而破裂,以水滴形式向下降落并继续受热进入填料层进行二级除氧。
       可见,由于旋膜除氧器起膜的作用(role),液膜提前进入紊流状态,增强了传热条件,大量的汽化潜能很快地将液膜加热至饱和温度,旋膜除氧器的加热除氧过程,包含着传动、传热、传质的总复杂过程。对传质的要求则是以最快的速度将不凝结气体全部从水中析出,旋膜式除氧器为深度除氧创造了一个很好的传质条件。这是由于水在起膜器流速高、紊度大,液膜中的气体分子具有较大的动能,增大了气体克服表面张力(解释:物体受到拉力作用时的相互牵引力)的能力,而且又由于旋涡的不断卷吸,使液膜中的任何微团都能达到液面,给气体分子的离析逸出创造了条件。喷雾填料式除氧器的水只有被分散成细小的水滴时 (获得较大的比表面积)才能加速传热和传质过程。但水滴越细,其表面张力越大。这种表面张力的增加,又妨碍了溶氧扩散进行,显然水成水膜状,其表面张力较小,有利于少量残氧的扩散及气体的。
       另外,旋膜除氧器采用比表面积很大的汽液过滤网(Filter mesh)代替Ω填料,作为二级除氧装置,将出水含氧量降低到更低程度,其汽水流通性好,维修方便。除氧器主要由除氧塔头、除氧水箱两大件以及接管和外接件组成。而喷雾(spray)填料式除氧器采用Ω型填料,比表面积较小,体积较大,汽与水在填料层中逆向流动,汽阻以汽流速度的平方关系增加,其流通性较差,过大的填料层会阻碍水流的畅通,造成汽流带水,甚至水击,出现振动(vibration)。旋膜除氧器的除氧水从旋转(rotate)到产生裙体最后破裂始终与加热(heating )蒸汽(steam)接触,且蒸汽与水流运动方向相反,有足够的接触时间及加热温差,而喷雾填料式除氧器的除氧水只有被雾化后才与气体接触 ,气体逸出及加热时间都较短。由以上分析不难看出,旋膜式除氧器在传热、传质及接触时间都比喷雾填料式除氧器好,旋膜式除氧器技术更科学更先进。
    

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